我們配合GPIO結構圖，來看看GPIO的8種模式及其應用場合：
圖的最右端爲I/O引腳，左端的器件位於芯片內部。I/O引腳並聯了兩個用於保護的二極管。
1，四種輸入模式
接下來就遇到了兩個開關和電阻，與VDD相連的爲上拉電阻，與VSS相連的爲下拉電阻。再連接到施密特觸發器就把電壓信號轉化爲0、1的數字信號存儲在輸入數據寄存器(IDR)。我們可以通過設置配置寄存器(CRL、CRH)，控制這兩個開關，於是就可以得到GPIO的上拉輸入(GPIO_Mode_IPU ) 和下拉輸入模式(GPIO_Mode_IPD )了。
從它的結構我們就可以理解，若GPIO引腳配置爲上拉輸入模式，在默認狀態下(GPIO引腳無輸入)，讀取得的GPIO引腳數據爲1，高電平。而下拉模式則相反，在默認狀態下其引腳數據爲0，低電平。
而STM32的浮空輸入模式(GPIO_Mode_IN_FLOATING)在芯片內部既沒有接上拉，也沒有接下拉電阻，經由觸發器輸入。配置成這個模式直接用電壓表測量其引腳電壓爲1點幾伏，這是個不確定值。由於其輸入阻抗較大，一般把這種模式用於標準的通訊協議如I2C、USART的接收端。
模擬輸入模式(GPIO_Mode_AIN )則關閉了施密特觸發器，不接上、下拉電阻，經由另一線路把電壓信號傳送到片上外設模塊。如傳送至給ADC模塊，由ADC採集電壓信號。所以使用ADC外設的時候，必須設置爲模擬輸入模式。
2，四種輸出模式
結構圖的下半部分爲輸出模式結構。
線路經過一個由P-MOS和N-MOS管組成的單元電路。而所謂推輓輸出模式，則是根據其工作方式來命名的。在輸出高電平時，P-MOS導通，低電平時，N-MOS管導通。兩個管子輪流導通，一個負責灌電流，一個負責拉電流，使其負載能力和開關速度都比普通的方式有很大的提高。推輓輸出的供電平爲0伏，高電平爲3.3伏。
在開漏輸出模式時，如果我們控制輸出爲0，低電平，則使N-MOS管導通，使輸出接地，若控制輸出爲1 (無法直接輸出高電平)，則既不輸出高電平，也不輸出低電平，爲高阻態。爲正常使用時必須在外部接上一個上拉電阻。它具“線與”特性，即很多個開漏模式 引腳連接到一起時，只有當所有引腳都輸出高阻態，才由上拉電阻提供高電平，此高電平的電壓爲外部上拉電阻所接的電源的電壓。若其中一個引腳爲低電平，那線路就相當於短路接地，使得整條線路都爲低電平，0伏。
STM32的GPIO輸出模式就分爲普通推輓輸出(GPIO_Mode_Out_PP )、普通開漏輸出 (GPIO_Mode_Out_OD)及複用推輓輸出(GPIO_Mode_AF_PP )、複用開漏輸出(GPIO_Mode_AF_OD )。
普通推輓輸出模式一般應用在輸出電平爲0和3.3伏的場合。而普通開漏輸出一般應用在電平不匹配的場合，如需要輸出5伏的高電平，就需要在外部接一個上拉電阻，電源爲5伏，把GPIO設置爲開漏模式，當輸出高阻態時，由上拉電阻和電源向外輸出5伏的電平。
對於相應的複用模式，則是根據GPIO的複用功能來選擇的，如GPIO的引腳用作串口的輸出，則使用複用推輓輸出模式。如果用在IC、SMBUS這些需要線與功能的複用場合，就使用複用開漏模式。其它不同的複用場合的複用模式引腳配置將在具體的例子中講解。
注：在使用任何一種開漏模式，都需要接上拉電阻。
以下爲外設的GPIO配置，在 STM32參考手冊：
通用和複用功能I/O
